5.1放在镜子上的变色龙是什么颜色的?
20世纪70年代初期,斯图尔特·布兰德向格雷戈里·贝特森提出了上述谜题。贝特森与诺伯特·维纳同为现代控制论的奠基人。贝特森接受的是最正统的牛津教育,从事的却是最异端的职业。他在印尼拍摄巴厘舞影片;他研究海豚;他还提出了实用的精神分裂症理论。60多岁时,贝特森在加利福尼亚大学圣巴巴拉分校任教。在那里,他那些有关心理健康和进化规律的观点既离经叛道又才气横溢,深深吸引了具有整体观念且崇尚非主流文化的人群。
斯图尔特·布兰德是贝特森的学生,也是倡导控制整体论(cyberneticholism)的传奇人物。1974年,布兰德在他的《全球概览》杂志中提出了这一变色龙公案。布兰德这样写道:"一次,我与格雷戈里·贝特森进行讨论,当时,两人都沉湎于思考意识的功能是什么,或者意识到底有没有功能(指自我意识)。我向他提出了这个问题。我们都是生物学家,便将话题转而讨论这让人难以捉摸的变色龙。格雷戈里断言,变色龙最终将停留在它变色范围的中间点;我则坚信,这个可怜的家伙因为想方设法要从自身影像的世界中隐身,会将种种保护色试个没完。"
镜子可以构成一个信息回路的绝妙实现。普普通通的两面镜子相对放置会产生奇趣屋效应,不停地将一个物象来回映射,直至消失于无穷回溯中。相向而放的镜子间的任何信息,无论如何来回反射都不会改变其形式。那么,如果其中一面镜子具备了变色龙似的反应功能,既能反射又能产生影像将会如何呢?这种试图将自己与自身镜像保持一致的行为会不断搅乱自身的镜像。它有可能最终定格于某种持续时间足够长、可以准确描述的稳定状态么?
贝特森觉得这个系统----可能与自我意识类似----会快速进入一种由变色龙在各种颜色的极值间变化时而达成的平衡态。互相冲突的颜色(或者人类心智所组成的社会中相互冲突的观点)会向"中间色调"折衷,仿佛那是一次民主表决。而布兰德则认为任何类型的平衡都近乎没有可能,而且自适应系统将既无定向也无终点地摇摆不定。他猜想(变色龙的)颜色变化会陷入一种如同太极阴阳的混沌状态中。
变色龙对自身影像变化的反应恰似人类世界对时尚变化的反应。从整体看来,时尚不正是蜂群思维对自身映像的反应么?
在一个紧密相连的21世纪社会中,市场营销就是那面镜子,而全体消费者就是变色龙。你将消费者放入市场的时候,他该是什么颜色?他是否会沉降到某个最小公分母----成为一个平均消费者?或者总是为试图追赶自己循环反射的镜像而处于疯狂振荡的摇摆状态?
变色龙之谜的深奥令贝特森沉醉,他继续向自己的其他学生提出此疑问。其中一名学生杰拉尔德·霍尔提出了第三种假说来解释这位镜中人的最终颜色:"变色龙会保持进入镜子反射区域那一瞬间的任何颜色。"
在我看来,这是最符合逻辑的答案。镜子与变色龙之间的相互作用或许是如此密切、迅捷,几乎没有发生适应调节的可能。事实上,一旦变色龙出现在镜子前,它可能丝毫也改变不了自己的颜色,除非由于外部诱因导致其变色或者其自身的变色程序出错。否则,镜子与变色龙组成的系统将凝固于其初始状态----无论那是什么颜色。
对于市场营销这样一个镜像世界来说,这第三个答案就意味着消费者的冻结。他要么只买其最初所用的品牌,要么什么也不买。
当然还可能有其他的答案。在为写这本书进行采访的时候,我不时向被访者提出变色龙之谜。科学家们将它看作是自适应反馈的典型案例。他们的答案林林总总。下面举几个例子:
数学家约翰·霍兰德:变色龙会像万花筒一样千变万化!由于存在时间的滞后,它的颜色会闪烁不停。变色龙永远不可能停在某种固定的颜色上。
计算机科学家马文·明斯基:变色龙可能会有若干特征值或者特征色,因此会回归到若干颜色上。假如你把它放进去的时候它是绿色,它可能一直是绿色;假如是红色,它就可能一直是红色;而如果你是在它呈棕色时放进去,它有可能会变成绿色。
自然主义者彼得·沃肖尔:变色龙出于某种恐惧反应才改变颜色,因此这一切都取决于其情绪状态。一开始它也许被自己的镜像吓坏,但随后就处之泰然了;颜色则会随着它的情绪而变化。
把变色龙放在镜子上似乎是个很简单的实验,所以我想,即使是作家也可以完成这个实验。于是我着手实验。我做了一个小箱子,里面装上镜子,买了一条会变颜色的蜥蜴放进去。虽然布兰德的谜题已流传了20年之久,但据我所知,这还是第一次有人尝试真正动手试验。
趴在镜子上的蜥蜴稳定在一种颜色----绿色,是春树发新叶的那种嫩绿。每次把它放进去时都回归到这个颜色。但在回到绿色之前,它也许在一段时间内会保持棕色。它在镜箱里休憩时用的颜色看来与它在箱外时喜欢保持的深棕色不同。
尽管我完成了这个实验,但我对实验的结果却信心不足,这主要由于如下一些重要的原因:我用的不是真正的变色龙,而是一条变色蜥蜴,它可以改变的颜色种类比真正的变色龙少多了。(真正的变色龙一条要花好几百美元,还要配一个专门的玻璃容器来饲养,我可不想买。)更为重要的是,根据我所读过的为数不多的相关文献资料得知,除了根据背景颜色而相应改变颜色外,变色蜥蜴变色还有别的原因。如同沃肖尔所说,它们为了应对恐惧也变色。它们确实相当恐惧。变色蜥蜴不愿进入镜箱。在箱里显示出的绿色与它害怕时采用的颜色一样。镜子上的变色龙也可能仅仅会处于持续的恐惧状态----它本身的陌生感被放大并充斥着其所在的周身环境。假如我在镜箱里,肯定也会抓狂。最后是观察者的问题:我只有把脸贴近镜箱,将蓝眼睛和红鼻子深入变色蜥蜴的地盘,才能看到蜥蜴。这种行为骚扰了蜥蜴,却又无法避免。
可能要等到将来使用真正的变色龙,并进行更多的对比实验,才能真正破解这个谜题。但我仍心存疑虑。真正的变色龙与变色蜥蜴一样,是身体硕大的动物,有着不只一个改变颜色的理由。镜子上的变色龙之谜恐怕最好仅作为思想实验来保持其理想化的形式。
即便从理论角度来考虑,"真正的"答案也取决于下述具体因素:比如变色龙颜色细胞的反应时间,其对色调改变的敏感性以及是否有其他影响信号的因素。所有这些都是反馈回路中常见的重要数值。如果有人能够改变变色龙身上的这些参数,就可以一一演示前文所述镜子上的变色龙变色的种种可能。其实,工程师们正是这样设计控制电路以引导宇宙飞船或控制机器人手臂的。通过调整滞后的长短、信号的敏感度、以及衰减率等参数,他们可以调整一个系统使之达到一个广域的平衡态(比如将温度保持在华氏68至70度之间),或不断的变化,或某个介于两者之间的动态平衡点。
我们看到,这种情况也发生在网络化的市场活动中。毛衣生产商试图通过文化镜像来激发消费者此消彼长的购买欲望,以销售多种款式的毛衣;而洗碗机制造商则力图将消费者行为的反馈聚集在几个公约数上,即仅推出几款洗碗机,因为较之花样繁多的毛衣款式,推出多种洗碗机的成本要高得多。反馈信号的数量和速度决定了市场的类型。
镜子上变色龙之谜的重要之处在于,蜥蜴与镜子形成了一个整体。"蜥蜴属性"和"镜子属性"融合为一种更复杂的属性----"蜥镜属性",其行为方式与单一变色龙或单一镜子的行为方式都有所不同。
中世纪的生活是极端抹杀个性的。普通人对自己的形像只有模糊的概念。他们对独立人格和社会身份的认知是通过参与宗教仪式和遵循传统而达成的,而非通过行为反射。与此相反,当今世界是一个充满了镜像的世界。我们有无处不在的电视摄像机、每天都在进行的民意调查(如"63%的美国人离过婚"),它们将我们集体行为的每一个细枝末节都反映给我们。持续不断的纸面记录----帐单、评分、工资单、商品目录----帮助我们建立了个人的身份标识。不远的将来,普及的数字化必将为我们提供更清晰、更快捷、更无所不在的镜子。每个消费者都将成为反射镜像与反射体,既是因,也是果。
希腊哲学家痴迷于链式的因果关系,研究如何沿因果链条溯本追源,直至找到最初原因。这种反向倒推的路径是西方逻辑的基础,即线性逻辑。而蜥蜴-镜子系统展示的是一种完全不同的逻辑----一种网状的因果循环。在递归反射领域,事件并非由存在链所触发,而是由一系列业因如奇趣屋般地反射、弯曲、彼此互映所致。与其说业因和控制是从其源头按直线发散,倒不如说它是水平扩展,如同涌动的潮水,曲折、弥散地释放着影响力。浅水喧闹,深潭无波;仿佛万物彼此间的关联颠覆了时空的概念。
计算机科学家丹尼·希利斯指出,计算,特别是网络计算,呈现了一种非线性的因果关系域。他写道:
在物质世界中,一件事对另一件事的影响随两者之间的时间或空间距离的增大而衰减。因此,我们在研究木星卫星的运行轨道时不去考虑水星的影响。这是物体和作用力这一对相互依存的概念所遵循的基本原则。作用力的局限性体现在光速是有限的,体现在场的平方反比定律之中,还体现在宏观统计效应上,如反应速度和音速等。
在计算领域中,或至少在计算领域的旧有模式中,一个随意的微小事件有可能、也往往会造成任意的重大影响。比如,一段小程序可以抹去所有的内存;一条简单的指令可以使主机停止运行。在计算科学中没有类似于距离这样的概念。没有哪个存储单元比别的存储单元更不易受影响。
自然生态系统中的控制轨迹也呈发散状溶入因果关系的界域。控制不仅分散到空间中,还随着时间而逐渐模糊。当变色龙爬到镜子上的时候,诱使其变色的业因便溶入到一个因果自循环的界域中。事物的推演不像箭那样直线行进,而是像风一样四散开来。
5.2生命之无法理喻之处
斯图尔特·伯兰德在斯坦福大学主修生物学,导师是人口生物学家保罗·埃尔利希。埃尔利希也执迷于难解的镜子上的变色龙之谜。而他是从蝴蝶与其宿主植物之间的关系中清楚地看到了这一谜题的影子。那些狂热的蝴蝶收藏家们很早就知道,制作完美标本的最好方法就是将毛毛虫和它要吃的植物一起装入盒子等它化茧。变身之后,蝴蝶会破茧而出,展现出完美无缺的翅膀。这时迅速将它杀死,就能制成完美的标本。
这个办法要求蝴蝶收藏家们懂得蝴蝶要吃什么植物。为了得到完美的标本,他们可谓不遗余力。其结果是积累了大量有关植物/蝴蝶群落的文献资料。简而言之,大多数蝴蝶幼虫只吃一种特定的植物。举个例子,黑脉金斑蝶的幼虫就专吃马利筋,而马利筋似乎也只欢迎黑脉金斑蝶前来就餐。
埃尔利希注意到,从这个意义上说,蝴蝶的映像投入了植物,而植物的映像也投入了蝴蝶。为了防止蝴蝶幼虫完全吞噬自己的茎叶,马利筋步步设防,迫使黑脉金斑蝶"改变颜色"----想法子绕过植物的防线。这种相互投映仿佛两条贴着肚皮跳舞的变色龙。马利筋如此投入地进行自我保护,以抗拒黑脉金斑蝶的侵袭,结果反而变得与蝴蝶难舍难分。反之亦然。任何长期敌对的关系似乎都包容这样的相互依存。1952年,关注机器如何学习的控制论专家罗斯·艾希比写道:"[生物的基因模式]并没有具体规定小猫如何抓老鼠,但是提供了学习机制和游戏的旨趣,因此是老鼠将捕鼠的要领教给了小猫。"
1958年,穆德在《进化》杂志上发表了一篇论文,题为《专性寄生生物与其宿主共同进化的数学模型》。埃尔利希在这个标题中发现了一个可以用来形容这种贴身双人舞的词----共同进化(coevolution)。与大多数生物学发现一样,共同进化这个概念并不新鲜。神奇的达尔文在其1859年的杰作《物种起源》中便曾提到过:"生物体彼此之间的共同适应......"
约翰·汤普森在《互相影响和共同进化》一书中对"共同进化"做了一个正式定义:"共同进化是互相影响的物种间交互的进化演变。"实际上共同进化更像一曲探戈。马利筋与黑脉金斑蝶肩并肩结成了一个单系统,互相影响共同进化。共同进化之路上的每一步都使这两个对手缠绕得更加密不可分,直到一方完全依赖于另一方的对抗,从而合二为一。生物化学家詹姆斯·洛夫洛克就这种相拥状况写道:"物种的进化与其所处环境的演变密不可分。这两个进程紧密结合,成为不可分割的单一进程。"
布兰德采用了这个术语,并创办了名为《共同进化季刊》的杂志,用于发表包罗万象的宏论----阐述相互适应、相互创造、同时编织成为整体系统的生物学、社会学和科技等。作为发刊词,布兰德撰写了共同进化的定义:"进化就是不断适应环境以满足自身的需求。共同进化,是更全面的进化观点,就是不断适应环境以满足彼此的需求。"
共同进化之"共同"是指向未来的路标。尽管有人抱怨人际关系的地位在持续降低,现代人在生活中互相依赖的程度却日益增长,超过了以往任何时候。目前,所有政治都意指全球政治,而全球政治则意味着"共同"政治;在通讯网络基础上建立起的在线社区则是"共同"世界。马歇尔·麦克卢汉并非完全正确。我们共同打造的不是一个舒适的地球村;我们共同编织的是一个熙熙攘攘的全球化蜂群----一个最具社会性的"共同"世界,一个镜状往复的"共同"世界。在这种环境下,所有的进化,包括人造物的进化,都是共同进化。任何个体只有接近自己变化中的邻居才能给自己带来变化。
自然界充斥着共同进化。每个有植物的角落都有寄生生物、共生生物在活动,时刻上演着难解难分的双人舞。生物学家普莱斯估计,今天物种的50%都是寄生生物。(这个数字已经很陈旧了,而且应该在不断增长。)而最新的说法是:自然界半数生物都共生共存!商业咨询师们常常警告其客户,切不可陷入依赖于某个单一客户或供应商的共生处境。但是,据我所知,许多公司都是这么做的,而他们所过的有利可图的日子,平均起来也并不比其他公司少。20世纪90年代,大企业之间的结盟大潮----尤其在信息和网络产业当中----是世界经济日益增长的共同进化的又一个侧面。与其吃掉对手或与之竞争,不如结成同盟----共生共栖。
共生关系中的各方行为不必对称或对等。事实上,生物学家发现自然界几乎所有的共栖同盟在相互依存过程中都必然有一方受惠更多,这实际上暗示了某种寄生状态。尽管一方所得就意味着另一方所失,但是从总体上来说双方都是受益者,因此契约继续生效。
布兰德在他那本名为《共同进化》的杂志里开始收集各种各样共同进化的故事。以下是一则自然界里最具说服力的结盟的实例:
墨西哥东部生长着各类金合欢属灌木和掠夺成性的蚂蚁。多数金合欢长有荆刺和苦味的叶子以及其他抵御贪婪世界伤害的防护措施。其中一种"巨刺金合欢"(即牛角相思树)学会了如何诱使一种蚂蚁为独占自己而杀死或驱赶其他的掠食者。诱饵渐渐囊括了可供蚂蚁居住的防水的漂亮巨刺、现成的蜜露泉和专为蚂蚁准备的食物----叶尖嫩苞。蚂蚁的利益渐渐与合欢的利益相融合。蚂蚁学会了在刺里安家,日夜为金合欢巡逻放哨,攻击一切贪吃金合欢的生物,甚至剪除如藤萝、树苗之类可能遮挡住金合欢妈妈的入侵植物。金合欢不再依靠苦味的叶子、尖尖的刺或是其他保护措施,如今它的生存完全依赖于这种金合欢蚂蚁的保护;而蚁群离开金合欢也活不下去。它们组合起来就天下无敌。
在进化过程中,生物的社会性与日俱增,共同进化的实例也愈来愈多。生物的社会行为越丰富,就越有可能形成互惠互利的关系。同样,我们构建的经济和物质世界越是相互影响,共同努力,我们越能见证到更多的共同进化的实例。
对于生命体而言,寄生行为本身就是一片安身立命的新天地。也正因此,我们发现寄生之上还有寄生。生态学家约翰·汤普森注意到"正如丰富的社会行为能够促进与其他物种的共生关系,某些共生关系也促成了新型社会行为的进化。"共同进化的真正含义是,共同进化孕育了共同进化。
距今千百万年后,地球上的生命可能大都具有社会性,随处可见寄生物和共生体;而世界经济也许会是一个拥挤的联盟网络。那么,当共同进化充斥了整个地球时又会发生什么呢?这个由映射、回应、相互适应以及首尾相接循环不息的生命之链所组成的星球会做些什么呢?
蝴蝶和马利筋继续在彼此周围舞蹈着,无休无止的疯狂芭蕾使它们的形态大大改变,远远不同于它们彼此处于平静状态时可能拥有的形态。镜子上不停翻腾的变色龙陷入了远非正常的某种紊乱状态。二战之后的核军备竞赛让我们同样有种愚蠢地追赶自我倒影的感觉。共同进化将事物推往荒唐的境地。蝴蝶和马利筋,虽然从某种角度来看是竞争对手,却又不能分开独立存活。保罗·埃尔利希认为共同进化推动两个竞争对手进入"强制合作"。他写道:"除掉敌人既损害了掠食者的利益,也损害了被掠食者的利益。"这显然不合乎常理,但又显然是一股推动自然的力量。
当一个人的意识失去控制、钻入揽镜自顾的牛角尖时,或过于看重自己的敌人以至于对敌人亦步亦趋时,我们会认为这种意识有些失常。然而,智力和意识本来就有一点失常----或者说,一点失衡。从某种程度上说,即使是最简单的心智,也一定会顾影自怜。莫非任何意识都非得固守其自我吗?
在布兰德向贝特森提出镜子上的变色龙之谜题后,有关意识的失衡性成为了谈话的重点,两人转而顺着这个话题探讨了下去,最终得出了一个古怪的结论,相对于其他事物都有一个平衡点来说,意识、生命、智力以及共同进化都是失衡的、意外的,甚至是无法理喻的。我们之所以看到智力和生命的不可捉摸之处,正是因为他们维持着一个远离平衡态的不稳定状态。较之宇宙间其他事物,智力、意识乃至生命,都处于一个稳定的非稳态。
蝴蝶和马利筋,犹如立足笔尖的铅笔,依靠共同进化的递归动态而立得笔直。蝴蝶拉扯马利筋,马利筋也拉扯蝴蝶,它们拉扯得越厉害,就越难以放手,直到整体的蝴蝶/马利筋逐渐形成一个独特的存在----一个鲜活的昆虫/植物系统便自我生成。
共生并非只能成双成对。三个一组也可融合成一个渐进的、以共同进化方式连接的共生系统。整个群落也可共同进化。实际上,任何生物,只要能适应其周边生物,就可以在某种程度上起到间接的共同进化触媒的作用。既然所有的生物都相互适应,就意味着同一生态系统内所有生物都能通过直接共生或间接相互影响的方式参与到一个共同进化的统一体里。共同进化的力量由一个生物流向它最亲密的邻居,然后以较弱一级的波状向周边扩散,直至波及所有生物。这样一来,地球家园中由亿万物种构成的松散网络就编结起来,成为不可拆分的共同进化体系,其组成部分会自发提升至某种不可捉摸的、稳定之非稳态的群集状态。
地球上的生命网络,与所有分布式存在一样,超越了作为其组成成分的生命本身。然而强悍的生命向更深处扎根,不但用它的网络将整个地球包裹起来,而且将没有生命的岩石和大气也串连进它的共同进化的怪诞行动之中。
5.3.在持久的摇摇欲坠状态中保持平衡
30年前,生物学家请nasa(美国国家航空和航天管理局)将两个无人操纵的探测器发射到最有可能找到地外生命的两个待选星球----火星和金星上,并用探针插入它们的土壤检测是否有生命迹象。
nasa的生命探测器是一个相当复杂、精密而且昂贵的精巧装置,一旦着陆,就能从洒落其上的尘土中找寻细菌生命的蛛丝马迹。说话温和的英国生物化学家詹姆斯·洛夫洛克是nasa聘请的顾问之一。他发现了一个能够更好检测行星生命的办法。这个办法不需要价值数百万美金的精巧玩意儿,甚至都不需要发射火箭。
洛夫洛克是现代科学研究领域罕见的奇才。他在英格兰康沃尔郡乡下一个灌木篱笆墙围绕的石头库房内从事科学研究,仿佛一位独行侠。他保持着无可挑剔的科学声望,却不隶属于任何正规的科研机构,这在动辄就需要大笔资金的科学界实属罕见。他那鲜明的独立性滋养了自由思想,也离不开自由思想。20世纪60年代早期,洛夫洛克提出了一个颠覆性的建议,让nasa探索团队的其他成员都感到不痛快。他们是真想向外星发射探测器,而他却说不必找这个麻烦。
洛夫洛克告诉他们,只需通过一架天文望远镜进行观测,他就能确定某行星是否有生命。他可以通过测量该行星大气层的光谱来确定其气体的成分。包裹着行星的大气组成就能揭秘星球是否存在过生命体。因此,用不着投掷一个昂贵的罐罐穿越太阳系去查明真相。答案他早就知道了。
1967年,洛夫洛克写了两篇论文,预言说,根据他对星球大气光谱的解读,火星上面没有生命。10年后,nasa发射了环火星轨道航天器,再10年后的数次壮观的火星软着陆探测终于明白地告诉世人,火星确实如洛夫洛克预测的那样死气沉沉。对金星进行的类似探测带回来同样的坏消息:太阳系里除地球之外一片死寂。
洛夫洛克是怎样知道的呢?
是通过对化学反应和共同进化的研究。火星大气和土壤中的成分被太阳射线赋予能量,被火星核心加热,再被火星引力吸附,历经数百万年进入动态平衡。懂得了化学反应的一般规则,科学家就可以将星球当作一个大烧瓶里的物质来对它们的复杂反应做计算。化学家得出火星、金星以及其他行星的近似反应方程式之后,等号两边基本持平:能量、吸入成分;能量、逸出成分。通过天文望远镜以及后来的实地采样获得的结果都符合反应方程式的预测。
地球却不同。地球大气中气体混合的路数并不循常。经洛夫洛克查明,它们的不循常,是共同进化累积形成的有趣效果。
尤其是氧气,它占地球大气的21%,造成地球大气的不稳定。氧气是高活性气体,能在我们称之为火或燃烧的激烈化学反应中与许多元素化合。从热力学角度来看,由于大气氧化了固体表面,地球大气中氧气的高含量理应快速下降才对。其他活性示踪气体,如一氧化二氮、碘甲烷也处于异常爬升的水平。氧气虽与甲烷共存,却根本不相容,更确切地说,它们太融洽了,以至于会相互引爆。令人费解的是,二氧化碳理应像在其他行星那样成为大气的主要成分,却仅仅是一种示踪气体。除大气之外,地球表面的温度及碱度也处于异乎寻常的水平。整个地球表面似乎是一个巨大、不稳定的化学怪胎。
在洛夫洛克看来,似乎有一种看不见的能量,一只看不见的手,将互动的化学反应推至某个高点,似乎随时都会回落至平衡状态。火星和金星上的化学反应犹如元素周期表那般稳定,那般死气沉沉。以化学元素表来衡量,地球的化学性质是不正常的,完全失去了平衡,却充满活力。由此,洛夫洛克得出结论,任何有生命的星球,都会展现奇特的不稳定的化学性质。有益生命的大气层不一定富含氧气,但应该突破规范的平衡。
那只看不见的手就是共同进化的生命。
共同进化中的生命拥有非凡的生成稳定的非稳态的能力,将地球大气的化学循环推至一个洛夫洛克所称的"持久的非均衡态"。大气中的氧含量应该随时都会下降,但数百万年来它就是不降下来。既然绝大多数的微生物生命都需要高浓度的氧,既然微生物化石都已存在亿万年了,那么,这种奇特的不和谐的和谐状态算得上是相当持久而稳定的了。
地球大气寻求稳定的氧含量,与恒温器寻求稳定的温度非常相似。它碰巧使得氧气的平均浓度为20%,按一位科学家的说法"纯属偶然"。低于这个水平是贫氧,高于这个水平就易燃。多伦多大学的乔治·r·威廉斯这样写道:"20%左右的氧含量似乎能够保证某种平衡,在洋流近乎完全换气的同时,又不会招致毒性物质或可燃性有机物的聚集而产生更大危害。"那么,地球的传感器和温控机制在哪儿呢?那个加热用的炉子又在哪儿呢?
无生命星球通过地质轮回来达到平衡。气体,如二氧化碳,溶入液体并经沉淀析出固体。溶入定量的气体之后达到自然饱和。固体在火山活动中经加热或加压,会将气体释放回大气层。沉降、风化、隆起----所有巨大的地质力量----也如强大的化学作用那样,打断或形成物质的化学键。热力学的熵变将所有化学反应拉到它们的最低能量值。火炉的比喻不管用了。无生命星球上的平衡不太像恒温控制下的平衡,它更像碗里的水,处在等高的水平;当不能降得更低时就干脆处在同一个水平上。
而地球则是一个恒温器。相互纠缠共同进化的生命提供了一个自主循环的回路,引导地球的化学物质趋向上升的势能。大概要等地球上所有的生命都寂灭之后,地球的大气才会回降至持久的平衡态,变得像火星和金星那样单调乏味。但是,只要生命的分布式之手仍占主导地位,它就能保持地球的化学物质脱离四平八稳的状态。
但失衡本身却是自主平衡的。共同进化的生命产生的持久失衡,自有其稳定之道。洛夫洛克一直致力于寻找这种持久失衡,想以此作为生命存在的快速测试。据我们所知,地球大气中20%左右的氧含量已保持了亿万年之久。大气层像一个高空悬索上摇摇摆摆的杂技演员,而且几百万年来一直保持着那个欲跌还休的姿势。她永不坠落,也永远摆脱不了坠落的趋势,始终处于摇摇欲坠的状态。
洛夫洛克认为这持久的摇摇欲坠状态是生命的显著特征。近来复杂性理论的研究人士也已意识到,任何活系统:经济体、自然生态系统、复杂的计算机模拟系统、免疫系统,以及共同进化系统,都具有摇摇欲坠的显著特征。当它们保持着埃舍尔式的平衡态----处在总在下行却永远未曾降低过的状态时,都具有那种似是而非的最佳特性----在塌落中平衡。
戴维·雷泽尔在他的科普性书籍《宇宙发生说》中辩称:"生命的核心价值不在于它繁殖的不变性,而在于它繁殖的不稳定性。"生命的密钥在于略微失调地繁衍,而不是中规中矩地繁衍。这种几近坠落乃至混沌的运行状态确保了生命的增殖。
少有人注意到活系统的核心特点是,这种似是而非的特质是具传染性的。活系统将它们的不稳定姿态传染给它们接触到的任何事物,而且无所不及。地球上,生命横冲直撞,把势力扩张到固体、液体和气体之中。就我们所知,没有哪块从未被生命触摸过的岩石。微小的海洋微生物将溶入海水的碳和氧固化,生产出一种散布在海床的盐。这些沉积物最终被沉淀性的重量压成岩石。微小的植物性微生物将碳从空气中吸入土壤乃至深入海底,在水下化为石油。生命生产出甲烷、氨气、氧气、氢气、二氧化碳以及其他气体。铁,还有金属,聚集来细菌造出金属矿团。(铁作为非生命的典型代表,竟然产生生命!)通过严格的观察,地质学家得出结论:所有露出地表的岩石(或许火山岩除外)都是再循环的沉淀物,因此,所有的岩石都具生物成因的实质,也就是说,在某些方面受生命影响。共同进化生命的无情推拉,最终将宇宙中的非生命物质带入它的游戏之中。它甚至将顽石也变成为映射其婆娑姿影的明镜之一角。
5.4.岩石乃节奏缓慢的生命
俄罗斯地质学家弗拉基米尔·沃尔纳德斯基第一个明确提出了具有划时代意义的观点----生命直接塑造了地球的肉身。他将地球上亿万生命体加以总结,并思考它们对地球的物质资源产生的群体影响。1926年,他出了一本书,把这个宏大的资源系统称为"生物圈"(其实爱德华·苏斯在几年前也曾创造了这个术语),书中着手对生物圈进行了量化评估。这本名为《生物圈》的著作直到最近才被译成英语。
沃尔纳德斯基将生命明确地比作石头镜子上的变色龙,这个说法得罪了两方人。他把活体生物所处的生物圈看作巨型的化工厂,激怒了生物学家。在他看来,植物和动物在矿物质环绕世界的流动中充当着临时化学容器的作用。"活体生物不过是岩石的一个特类......既古老又永恒年轻的岩石,"沃尔纳德斯基写道。活体生物是存储这些矿物的精美而脆弱的贝壳。有一次他谈到动物的迁移和运动时说:"动物存在的意义,就是为了帮助风和浪来搅拌发酵中的生物圈。"
与此同时,沃尔纳德斯基将岩石看作半生命,又引起了地质学家的强烈不满。他说,由于每块石头都是从生命中起源,它们与生命机体之间的不断互动表明岩石是生命中移动最慢的一部分。山脉、海洋里的水以及天空中的气体,都是节奏非常缓慢的生命。地质学家们当然要阻止这种明显的密契主义观点。
两种奇思怪论组合成一个美丽且对称的体系。生命是不断更新的矿物质,矿物质是节奏缓慢的生命。它们构成了一枚硬币的正反两面。等式的两端并不能精确地开解;它们同属一个系统:蜥蜴/镜子、植物/昆虫、岩石/生命,以及当代的人类/机器系统。有机体即是环境,而环境也即是有机体。
这个古老且神圣的观念在边缘科学领域起码存在有几百年了。19世纪的许多进化论生物学家,如赫胥黎、赫伯特·斯宾塞,当然还有达尔文,对此都有直觉上的认识----物理环境塑造了生物,生物也塑造了其所处的环境。如果从长远看,环境就是生物,而生物就是环境。早期的理论生物学家阿尔弗雷德·洛特卡于1925年写道:"进化的不只是生物或物种,而是物种加环境的整个系统。两者是不可分割的。"进化的生命和星球构成了一个共同进化的整体系统,一如变色龙的镜上舞。
沃尔纳德斯基认为,假如生命从地球上消失,不但地球本身沉沦至一种"化学稳定"的平衡状态,而且那些沉积的粘土层、石灰岩的洞穴、矿山中的矿石、白垩的峭壁,以及我们视为地球景观的特有构造也将随之消退。"生命并非地表上偶然发生的外部演化。相反,它与地壳构造有着密切的关联,"沃尔纳德斯基于1929年写道,"没有生命,地球的脸面就会失去表情,变得像月球般木然。"
30年后,自由思想家詹姆斯·洛夫洛克通过天文望远镜对其他星球进行分析,也得出同样的结论。"生物体简直无法'适应'一个仅由物理和化学支配的死气沉沉的世界。它们生存的世界由其先祖们的气息和骨骼构成,而今由它们继续维持着。"洛夫洛克有关早期地球的知识较之沃尔纳德斯基更为全面,对气体和物质在地球上的环流模式的理解也略高一筹。所有这些,都令他得出一个十分严肃的结论:"我们呼吸的空气,以及海洋和岩石,所有这一切要么是生命机体的直接产物,要么是由于他们的存在而被极大改变了的结果。"
法国自然哲学家让·巴蒂斯特·拉马克早在1800年就已预言了这一非凡的结论,当时他所拥有的行星动力学方面的信息甚至比沃尔纳德斯基还要少。作为生物学家,拉马克与达尔文旗鼓相当。他,而非达尔文,才是进化论真正的发现人。拉马克之所以没有获得应得的赞誉而沦落为失败者,部分原因是他太过依赖直觉而不是现代科学所推崇的详细例证。拉马克凭直觉推演生物圈,而且具有先见之明。但因为当时没有一丝一毫的科学根据的支持,拉马克的言论并不具有影响力。1802年,他写道:"以单体聚合、矿体、岩层等形式出现的所有构成地壳的复合矿物质,以及由此形成的低地、丘陵、峡谷和山脉,都是在地球表面生存过的动植物的独一无二的产物。"
拉马克、沃尔纳德斯基还有洛夫洛克之流大胆的主张乍看起来似乎荒谬可笑,但是在横向因果关系下却颇有道理:我们周围目所能及的一切----白雪皑皑的喜马拉雅山,从东到西的深海,逶迤起伏的群山,色调阴森的荒漠峡谷,充满乐趣的溪谷----与蜂窝一样都是生命的产物。